JPH09123083A - ロボットハンド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロボットハンドの回転に応じて電線の捩りを良
好に吸収することができる簡単な構造のロボットハンド
装置を提供する。 【解決手段】このロボットハンド装置２は、先端にツー
ル部１０が固定され、回転駆動されるロボットアーム部
１の端部に取付けられる。ロボットアーム部１の先端に
固定される軸部４と、軸部４の周囲にベアリング５を介
して回転自在に外嵌された円筒形のハウジング３と、ハ
ウジング３の外周部に渦巻状に緩く巻回されたフラット
ケーブル１５と、フラットケーブル１５の周囲を覆うよ
うに配設され軸部の一部に固定されたカバー体６と、を
備える。フラットケーブル１５の渦巻部の内周端側が、
略直角に折り曲げられてハウジングの一部に固定される
と共に外部に引き出されてロボットアーム側に接続さ
れ、フラットケーブル１５の渦巻部の外周端側が、カバ
ー体６の外周部に係止されると共に外部に引き出されて
ツール部側に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工業用ロボットに
使用するロボットハンド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工業用ロボットは、一般に、ロボット本
体或はロボットアーム部に対しロボットハンドが回転可
能に取付けられ、そのロボットハンドの先端に、物品の
把持や加工を行うツール部を取付けた構造を有してい
る。

【０００３】そして、回転するロボットハンドには、ツ
ール用のエアーシリンダにエアーを供給するエアーチュ
ーブ、或はツールに設けた各種センサからの信号をロボ
ット本体側の制御盤に送るための電線ケーブルが敷設さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このエアーチューブや
電線ケーブルは、その元部が回転しないロボット本体側
に接続され、その先端側が回転するロボットハンド先端
のツール部に接続されるために、余裕をもたせて長く配
設されているが、このために、長いチューブやケーブル
が他の物体に干渉したり引っ掛かるなどの不具合があっ
た。

【０００５】そこで、従来、特開平６−７９６８４号公
報において、ロボットハンドの外周部に、その回転を許
容してカバー部材を取付けると共に、そのカバー部材に
はエアーチューブの継手と電気コネクタを設けたブロッ
クを固定した構造のロボットハンド装置が提案された。

【０００６】この従来のロボットハンド装置は、カバー
部材内に可撓性の薄いフラットケーブルを、ロボットハ
ンドの周囲を渦巻状に緩く巻回するように配設し、フラ
ットケーブルの外周端部をブロック側の電気コネクタに
接続し、フラットケーブルの内周端部をロボットハンド
の内部に通し、さらに、ブロック内にはエアーチューブ
の接続部に連通するエアー通路を形成し、そのエアー通
路をカバー部材の内部空間を通してロボットハンドの内
部に設けたエアー通路に接続するようにしている。

【０００７】しかし、この種のロボットハンド装置は、
フラットケーブルの外周端部をブロック側の電気コネク
タに接続し、フラットケーブルの内周端部を、ロボット
ハンド内に通してその先端部からツール部へと導出する
ようにし、また、エアー通路では、カバー部材の内部空
間を通してロボットハンドの内部に設けたエアー通路に
接続するようにしているため、構造が非常に複雑化し、
部品点数の増大、組み付け作業性の悪さなどの問題があ
った。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、ロボットハンドの回転に応じて電線の捩りを良好に
吸収することができる簡単な構造のロボットハンド装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のロボットハンド装置は、ロボットアーム部
の先端に固定される軸部と、軸部の周囲にベアリングを
介して回転自在に外嵌された円筒形のハウジングと、ハ
ウジングの外周部に渦巻状に緩く巻回されたフラットケ
ーブルと、フラットケーブルの周囲を覆うように配設さ
れ軸部の一部に固定されたカバー体と、を備える。そし
て、軸部内とハウジング内にはエアー通路が形成され、
軸部のエアー通路とハウジングのエアー通路とがハウジ
ング内周面に形成されたランドを通して連通可能とさ
れ、フラットケーブルの渦巻部の内周端側が、略直角に
折り曲げられてハウジングの一部に固定されると共に外
部に引き出されてロボットアーム側に接続され、フラッ
トケーブルの渦巻部の外周端側が、カバー体の外周部に
係止されると共に外部に引き出されてツール部側に接続
される。

【００１０】このロボットハンド装置は、ロボットアー
ム部が回転すると、ロボットハンド装置の軸部が回転
し、その端部に取付けられたツール部が同様に回転す
る。このとき、軸部の周囲に外嵌されたハウジングは静
止するが、軸部に固定されたカバー体はツール部と同様
に回転する。このため、ツール部側に接続されるフラッ
トケーブルには、回転による捩れは生じず、緩く渦巻状
に巻回された渦巻部によりその捩れは吸収される。

【００１１】また、軸部内とハウジング内にエアー通路
が形成され、軸部のエアー通路とハウジングのエアー通
路とがハウジング内周面に形成されたランドを通して連
通可能とされるため、ハウジング側の開口孔と軸部側の
開口孔にエアーチューブを接続すれば、軸部の回転を許
容して、つまり回転によりエアーチューブを捩らずにエ
アーをロボットアーム部側からツール部側に供給するこ
とができる。

【００１２】このような構成のロボットハンド装置で
は、フラットケーブルがハウジングの外周部に渦巻状に
巻回され、フラットケーブルの渦巻部の内周端側が、略
直角に折り曲げられてハウジングの一部に固定されると
共に外部に引き出されてロボットアーム側に接続され、
フラットケーブルの渦巻部の外周端側が、カバー体の外
周部に係止されると共に外部に引き出されてツール部側
に接続されるため、従来のこの種のロボットハンドに比
べ、構造がより簡単となり、フラットケーブルの配線や
引出しも容易に行うことができる。また、フラットケー
ブルの傷みも少なく、カバー体を外せば、その取り換え
も容易に行うことができる。

【００１３】さらに、軸部に、ハウジング内に嵌挿され
る小径部とハウジングの下側から突出する大径部を設
け、小径部と大径部内に複数のエアー通路を形成し、各
エアー通路が複数のランドを介してハウジング内に形成
した複数のエアー通路と各々連通接続されるようにすれ
ば、複数系統のエアー通路を、軸部の回転を許容した状
態で設けることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１５】図１はロボットハンド装置の半断面図を示
している。１はロボットアーム部であり、図示しないロ
ボット本体に回転駆動可能に取付けられ、その軸の回り
（例えば３６０°〜７２０°に範囲）で回転する。ロボ
ットアーム部１の先端にはロボットハンド装置２が固定
され、ロボットハンド装置２の先端に、物品の把持や加
工を行なうツール部１０が固定される。

【００１６】ロボットハンド装置２は、円筒形のハウジ
ング３内に、ベアリング５を介して軸部４を回転自在に
嵌挿して構成され、軸部４の上端がロボットアーム部１
の下端にねじで締付け固定される。

【００１７】軸部４は、ハウジング３内に挿入される小
径部４ａと、小径部４ａの下側に一体的に設けられた大
径部４ｂとからなり、大径部４ｂはハウジング３の下側
に突出する。この軸部４の大径部４ｂの下端にツール部
１０が固定される。

【００１８】また、軸部４内には４本のエアー通路７ａ
〜７ｄが形成され、各エアー通路７ａ〜７ｄは、小径部
４ａの外周面と大径部４ｂの外周面に開口し、大径部外
周の４個の開口孔には各々継手８ａ〜８ｄがねじ止めさ
れ、各継手８ａ〜８ｄにはツール部１０へエアー供給す
るためのエアーチューブ９ａ〜９ｄが接続される。

【００１９】軸部４の小径部４ａの外周に開口する各エ
アー通路の開口孔は、各々その位置を軸方向にずらして
配置され、その開口孔に応じたハウジング内周面位置に
は、環状溝のランド１１ａ〜１１ｄが形成される。さら
に、ハウジング３内には各ランド１１ａ〜１１ｄと連通
してエアー通路１２ａ〜１２ｄがラジアル方向に形成さ
れる。

【００２０】各エアー通路１２ａ〜１２ｄはハウジング
３の外周面に開口し、それらの開口孔には各々継手１３
ａ〜１３ｄが接続され、各継手１３ａ〜１３ｄにはロボ
ット本体側のエアー供給源に接続されるエアーチューブ
１４ａ〜１４ｄが接続される。

【００２１】軸部４の小径部４ａの外周面とハウジング
３の内周面の嵌め合いは、最小のクリアランスで行わ
れ、Ｏリング等のシール材を使用せずに、各ランド１１
ａ〜１１ｄのエアーの漏れを最小とし、且つ相互回転が
可能としている。このように、軸部４の小径部４ａの外
周面とハウジング３の内周面間に、間隙を最小とし、Ｏ
リング等のシール材を介在させないことにより、シール
材の摩擦をなくして軸部４とハウジング３間の摺動抵抗
を最小とし、エアーの供給を確保しつつ、軸部４とハウ
ジング３の相互回転を円滑に行なうことができる。

【００２２】さらに、ハウジング３の外周部には、フラ
ットケーブル１５が渦巻状に緩く巻回され、そのフラッ
トケーブル１５の渦巻部１５ａの周囲にカバー体６が覆
うように配設され、カバー体６はねじにより軸部４の大
径部４ｂに固定される。フラットケーブル１５は、合成
樹脂製のベース層上に導電パターンを形成し、その上に
絶縁層を付着して、薄い帯状に形成され、弱いばね弾性
の可撓性を有する電気ケーブルである。

【００２３】フラットケーブル１５の渦巻部１５ａの内
側端は、図５に示すように、略直角に折り曲げられ、そ
の折り曲げ部１５ｂがハウジング３の外周面に接着剤に
より接着される。そして、折り曲げ部１５ｂから続くフ
ラットケーブル１５の端部は上方に引出され、図示しな
いコネクタを介してロボット本体側の制御盤等に接続さ
れる。

【００２４】一方、フラットケーブル１５の渦巻部１５
ａの外周端は、図６に示すように、カバー体６の円周部
に形成した３本のスリット６ａに通された後、外側に引
き出される。フラットケーブル１５の渦巻部１５ａの外
周端は、３本のスリット６ａに通されることにより係止
され、その引出し端は下方の図示しないツール部１０の
各種センサ等にコネクタを介して接続される。

【００２５】このように構成されたロボットハンド装置
２は、ロボットアーム部１が図示しない回転駆動機構に
より回転すると、ロボットアーム部１の先端に固定され
た軸部４が回転し、その下端に固定されたツール部１０
を、所定の範囲で回転させる。

【００２６】このとき、軸部４の周囲に位置するハウジ
ング３は、ロボット本体側に接続されるフラットケーブ
ル１５やエアーチューブ１４ａ〜１４ｄに静止状態を保
持され、軸部４とカバー体６の回転を許容する。空気源
からエアーチューブ１４ａ〜１４ｄを通して供給された
エアーは、継手１３ａ〜１３ｄ、エアー通路１２ａ〜１
２ｄ、ランド１１ａ〜１１ｄ、エアー通路７ａ〜７ｄ、
継手８ａ〜８ｄ、及びエアーチューブ９ａ〜９ｄを通し
て、図示しないツール部１０のエアーシリンダ等に供給
される。

【００２７】また、ツール部１０に設置されたセンサ類
からの電気信号は、フラットケーブル１５を通してロボ
ット本体側の制御盤に送られるが、ロボットアーム部１
の回転に伴ないツール部１０が回転する際、フラットケ
ーブル１５は、その渦巻部１５ａの内周端がハウジング
３に固定され、その外周端が軸部４と共に回転するカバ
ー体６に固定されるため、両端の相対回転は緩く巻回さ
れた渦巻部１５ａの巻き径が変ることにより吸収され、
カバー体６の回転、つまりフラットケーブル１５のツー
ル部側への引出し側の回転は許容される。

【００２８】このため、ツール部１０の回転によって
も、フラットケーブル１５は捩られたりすることがな
く、その長さも不用意に長くする必要がないため、他の
物品と干渉したり、ケーブルが傷付く恐れもなく、電気
信号を確実に送ることができる。さらに、空気源側のエ
アーチューブ１４ａ〜１４ｄとツール側のエアーチュー
ブ９ａ〜９ｄが、ハウジング３と軸部４の回転部分を通
して接続されるエアー通路を通して連通されるため、ツ
ール部１０の回転時に、エアーチューブ１４ａ〜１４
ｄ、９ａ〜９ｄが捩られることがなく、ツール部１０に
確実にエアーを供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すロボットハンド装置の
半断面図である。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】図１の III− III断面図である。

【図４】図１の IV − IV 断面図である。

【図５】フラットケーブルの内周端部分の斜視図であ
る。

【図６】フラットケーブルの外周端部分の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１−ロボットアーム部、 ２−ロボットハンド装置、 ３−ハウジング、 ４−軸部、 ５−ベアリング、 ６−カバー体、 ７ａ〜７ｄ−エアー通路、 １０−ツール部、 １１ａ〜１１ｄ−ランド、 １２ａ〜１２ｄ−エアー通路、 １５−フラットケーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海野 寛 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 小川 真司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端にツール部が固定され、回転駆動さ
   れるロボットアーム部の端部に取付けられるロボットハ
   ンド装置において、 該ロボットアーム部の先端に固定される軸部と、 該軸部の周囲にベアリングを介して回転自在に外嵌され
   た円筒形のハウジングと、 該ハウジングの外周部に渦巻状に緩く巻回されたフラッ
   トケーブルと、 該フラットケーブルの周囲を覆うように配設され、該軸
   部の一部に固定されたカバー体と、 を備え、該軸部内と該ハウジング内にはエアー通路が形
   成され、該軸部のエアー通路と該ハウジングのエアー通
   路とがハウジング内周面に形成されたランドを通して連
   通可能とされ、 前記フラットケーブルの渦巻部の内周端側が、略直角に
   折り曲げられて該ハウジングの一部に固定されると共に
   外部に引き出されてロボット本体側に接続され、該フラ
   ットケーブルの渦巻部の外周端側が、前記カバー体の外
   周部に係止されると共に外部に引き出されてツール部側
   に接続されることを特徴とするロボットハンド装置。
2. 【請求項２】 前記軸部には前記ハウジング内に嵌挿さ
   れる小径部と該ハウジングの下側から突出する大径部が
   設けられ、該小径部と該大径部内に複数のエアー通路が
   形成され、該エアー通路が複数の前記ランドを介して前
   記ハウジング内に形成した複数のエアー通路と各々連通
   接続され、該ハウジングの外周部と該大径部の外周部に
   おいて各々のエアー通路が継手を介してエアーチューブ
   に接続されたことを特徴とする請求項１記載のロボット
   ハンド装置。